LNG船舶及其围护系统-包含围护系统结构分析

高端船舶之LNG船舶团队：浩海团队ContentsLNG船舶简介1LNG船舶建造的技术关键与特征2LNG船舶货舱围护系统的技术功能与效用3GTT型船舶货舱围护系统的技术演化5LNG船舶货舱围护系统的结构特征41.LNG船舶简介LNG船是国际公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品，LNG船是在162摄氏度(-162)低温下运输液化气的专用船舶，是一种“海上LNG是英语液化天然气(liquefiednaturalgas)的缩写。主要成分是甲烷。超级冷冻车”，被喻为世界造船“皇冠上的明珠”，目前只有美国、中国、日本、韩国和欧洲的少数几个国家的13家船厂能够建造。•LNG船的使用寿命一般为40～45年。LNG运输船正在向大型化方向发展，目前14.5万立方米是最常用的尺寸，在建造船舶中最大的尺寸已达到27万立方米•“大鹏昊”我国制造的第一艘液化天然气(LNG)船“大鹏昊”，是世界上最大的薄膜型LNG船，船长292米、宽43.35米、型深26.25米，装载量为14.7万立方米，时速19.5节。于2008年4月顺利交船。2009年12月11日下午，沪东中华造船有限公司承接的国内首批5艘LNG船最后一艘“大鹏星”号正式交付船东。2.LNG船舶建造的技术关键与特征船体建造液货装置系统（核心）动力装置LNG船舶液货装置系统•液货输入、输出系统按液货输入、输出系统的功能与所发挥的作用可分为以下管系:低温液货管系和扫舱/喷淋管系、安全阀管系、挥发气和惰性气体管系。•货物围护系统LNG船货舱的围护系统是LNG船最核心技术所在•监测报警系统是船舶自动化的一个重要组成部分，它用来监测机舱中主机、辅机，货舱及辅助设备的运行情况3.LNG船舶货舱围护系统的技术功能与效用主要功能为贮藏液态温度为-163℃的LNG货物液货舱内的围护系统就是液货舱的隔离屏障和热绝缘系统，其作用主要有两点：1.完全致密的金属薄膜确保LNG的无泄漏；2.良好的绝热绝缘能力，避免船体被冷却而失去强度和韧性。液货舱由主、次两层绝热绝缘层和相应的两道保护薄膜组成，绝缘层由许多个绝缘箱构成，保护薄膜为被称为“不变钢”的殷瓦（Invar）材料。主、次绝缘层起有效的隔热作用，以在运输途中保持舱内货物的温度。在正常装载时充入氮气以确保安全，。另外，还有一个液体穹顶和一个气体穹顶，分别用于LNG货物的装卸和挥发气体的回收利用4.LNG船舶货舱围护系统的结构特征LNG船货舱围护系统分为三类•1.独立球型(MOSS)•2.薄膜型(Membrane)•3.SPB型1.独立球型(MOSS)•此型船舶由挪威首创，1973年首次推出，其后依次为美国、德国、日本和芬兰所采用。日本航行的液化天然气船大部分都是此种类型。2.薄膜型(Membrane)Membrane型技术，首先由法国开发1965年推出，它先后为瑞典、比利时、意大利及韩国所采用。分为薄膜GT(Gaz-Transport)型和薄膜TG(Technigaz)型两种。但随着GasTransport公司和Technigaz公司于1994年合并为Gaz-transport&Technigaz(简称GTT)，液舱形式被统称为GTT薄膜型，分别用Mark和NO标示其区别。3.SPB型•SPB型LNG船，液舱与船内壁留有较大空间，液舱中部设有防止液体流动的隔壁，是日本石川岛播磨重工独立开发的技术。•针对三种储罐系统在设计、建造和营运等过程中的难易程度进行对比如下表。LNG船储油罐的种类•目前LNG船主要制造商所采用的储罐系统类型如表2•由日本石川岛播磨重工公司(IHI)研发的棱形SPB仍在等待行业内的普遍认同,目前只有两艘装有该系统的LNG船和用于运输LPG的船建成。因其具有很好的晃动特性,所以更适用于海洋工程中,虽然该系统吸引了不少人的关注,但其造价昂贵,因此采用此系统的船厂较少。SPB型LNP较少原因：5.GTT型船舶货舱围护系统的技术演化•法国GTT公司是一家专业制造LNG储存舱薄膜围护系统的公司。1994年GT(气体运输，GAZ-TRANSPORT，NO.82,NO.85,N0.88,N0.96型LNG液货围护系统专利)公司与TG(技术，TECHIGAZ，拥有MarkⅠMarkⅡMarkⅢ型围护系统专利)公司合并成立了今天的GTT公司(Gaz-transpont&Technigaz)。公司的主营业务主要有两块:LNG存储舱密闭围护系统和陆地LNG存储罐密闭系统。GTT向造船厂授权技术许可，每艘船的技术许可费用约为1000万美元。•薄膜型则是采用波纹薄膜罐，其薄膜波纹部分具有吸收伸缩的特点;液货罐材料采用厚1.2mm的不锈钢。目前已开发了三种低蒸发损耗率(BOR)型式。其中，I型和II型相似，用波纹钢作主隔离层，胶合板为二次隔离层，两层之间由起隔热作用的‘巴尔沙”轻质材料相连接。而新开发的Ⅲ型则把连接材料改为塑料泡沫(聚氯乙烯泡沫)，用玻璃纤维增强，以提高强度和疲劳寿命。二次隔离层则改为由增强纤维粘接层压板和铝构成的“惰性层式”，以降低造价。其中，Ⅰ型和Ⅲ型的主保护层中的波纹不锈钢要涉及到采用钨级惰性气体保护焊的问题。5.GTT型船舶货舱围护系统的技术演化